一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存和重激活方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法為：收集所需保存的厭氧氨氧化顆粒污泥，保存前先用無機(jī)鹽緩沖液對(duì)其清洗3～5次，并選定干凈且密閉性好的有機(jī)塑料瓶為保存容器，先向保存容器中加入潔凈水和二甲基亞砜，并將保存容器放入0～4℃的環(huán)境中冷藏3～6h，進(jìn)而將清洗后的污泥轉(zhuǎn)至冷藏后的密閉容器中，經(jīng)氬氣曝氣20～30min后將密閉容器放置在0～4℃的環(huán)境中保存。并提供保存后的重激活方法為：取出保存容器，先經(jīng)歷活性恢復(fù)前溫度適應(yīng)試驗(yàn)，經(jīng)溫度適應(yīng)后，將保存后的顆粒污泥用上述無機(jī)鹽緩沖液清洗6～10次，然后將其轉(zhuǎn)入待啟動(dòng)的厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行活性恢復(fù)。本發(fā)明能夠成功保存厭氧氨氧化顆粒污泥，且顆粒污泥活性恢復(fù)較快，便于后續(xù)使用。
【專利說明】一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存和重激活方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存和重激活方法。
【背景技術(shù)】
[0002]厭氧氨氧化工藝因其高效節(jié)能備受關(guān)注。厭氧氨氧化菌作為厭氧氨氧化反應(yīng)的核心載體，自上世紀(jì)九十年代發(fā)現(xiàn)其存在于工業(yè)化的廢水處理廠中而進(jìn)一步將理論研究跨越到實(shí)際應(yīng)用中。但厭氧氨氧化菌倍增時(shí)間長，增長緩慢，因而應(yīng)用于實(shí)際廢水處理較困難。富集培養(yǎng)并有效保藏厭氧氨氧化菌種是突破應(yīng)用瓶頸的有效措施。
[0003]常見的菌種保存方法有液體石蠟法、液氮法、冷凍法、凍干法及凝膠包埋法等。這些技術(shù)雖能在某種程度上有效保留細(xì)菌活性，但若應(yīng)用于厭氧氨氧化顆粒污泥的保存過程，則不可避免地存有一定的弊端，如影響顆粒污泥形態(tài)、造成污泥結(jié)構(gòu)變異、操作過程復(fù)雜及操作技術(shù)要求高等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存和重激活方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法，所述保存方法為: [0007]將厭氧氨氧化反應(yīng)器生產(chǎn)過剩的顆粒污泥和/或出水污泥收集，為需要保存的污泥，以干凈且密閉性好的有機(jī)塑料瓶作為保存容器，需要保存的污泥體積與保存容器的容積比為1:2~4 (優(yōu)選1:3)，先向保存容器中加入潔凈水和二甲基亞砜，潔凈水與污泥的體積比為1:0.8~1.2 (優(yōu)選1:1)，二甲基亞砜的加入量是使最后加入污泥后的保存體系(SP污泥、結(jié)晶水、二甲基亞砜混合組成的保存體系)中二甲基亞砜的體積分?jǐn)?shù)為2%~10% (優(yōu)選4~5%)，將加有潔凈水和二甲基亞砜的保存容器密閉后于0~4°C下保溫冷藏(通常冷藏3~6h)，使容器內(nèi)液體溫度為0~4°C，取出得到冷藏后的容器；將需要保存的污泥先用無機(jī)鹽緩沖液清洗3~5次，清洗后的污泥裝入冷藏后的容器，經(jīng)氬氣曝氣20~30min后，密閉容器，使密閉容器內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，最后將裝有上述污泥、水和二甲基亞砜的密閉容器放置在0~4°C的環(huán)境中保存。
[0008]所述無機(jī)鹽緩沖液的組分組成如下:KH2P045~20mg ? L—1，CaCl2 ? 2H201~IOmg ? L' MgSO4 ? 2H20200 ~400mg ? I71，KHC03800 ~1500mg ? I71，優(yōu)選組分組成為:KH2PO4IOmg ? I71，CaCl2 ? 2H207.4mg ? L' MgSO4 ? 2H20300mg ? I71，KHC031250mg ? L'
[0009]本發(fā)明還提供保存后的厭氧氨氧化顆粒污泥的重激活方法，所述重激活方法為:將存放有厭氧氨氧化顆粒污泥的保存容器取出，進(jìn)行溫度適應(yīng)操作，在保存溫度與預(yù)設(shè)恢復(fù)溫度間平均選取2~4個(gè)溫度梯度，水浴加熱保溫，保存容器在每一溫度下保溫適應(yīng)12~36h，經(jīng)過溫度適應(yīng)后，取出保存后的厭氧氨氧化顆粒污泥，用與保存方法中相同成分的無機(jī)鹽緩沖液清洗6~10次，清洗后的污泥加入待啟動(dòng)的厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行活性恢復(fù):厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行條件為:在常溫或中溫30~38°C下運(yùn)行，水力停留時(shí)間(HRT)為2~6h，起始進(jìn)水氨氮和亞硝氮濃度分別為42~98mg ? I71，增加進(jìn)水基質(zhì)濃度和縮短HRT這兩種調(diào)整策略分別進(jìn)行或交叉進(jìn)行，直至反應(yīng)器總氮去除效率85%以上，獲得較高的脫氮性能并能長期穩(wěn)定運(yùn)行。
[0010]進(jìn)一步，待啟動(dòng)的厭氧反應(yīng)器在常溫下運(yùn)行時(shí)，優(yōu)選所述溫度適應(yīng)步驟為:保存容器先在6~8°C下適應(yīng)12~36h，再于12~14°C下適應(yīng)12~36h，最后于18~22°C下適應(yīng)12~36h。
[0011]本發(fā)明通過保存厭氧氨氧化反應(yīng)器生產(chǎn)過剩的顆粒污泥或厭氧氨氧化反應(yīng)器出水污泥并維持其厭氧氨氧化活性，解決厭氧氨氧化工藝實(shí)際應(yīng)用中菌源匱乏的難題。本發(fā)明實(shí)施例試驗(yàn)證明此方法能夠很好的保存厭氧氨氧化顆粒污泥，當(dāng)投入應(yīng)用時(shí)活性恢復(fù)很快并能快速啟動(dòng)厭氧氨氧化反應(yīng)器，而且反應(yīng)器脫氮性能在較短時(shí)間內(nèi)提升很快。
[0012]本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:①低溫保存菌種避免了常溫及較高溫度下細(xì)菌過量自溶的影響；②低溫保護(hù)劑二甲基亞砜的添加有助于避免細(xì)胞損傷；③保存期間不對(duì)密閉容器做任何處理確保了保存環(huán)境的穩(wěn)定性，操作簡便；④重激活顆粒污泥前的溫度適應(yīng)試驗(yàn)有效遏制了溫度對(duì)顆粒污泥活性的沖擊能夠較長時(shí)間保存厭氧氨氧化顆粒污泥且能維持較高的厭氧氨氧化活性。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此:
[0014]實(shí)施例1:
[0015]收集實(shí)驗(yàn)室過剩的厭氧氨氧化顆粒污泥及厭氧氨氧化反應(yīng)器出水污泥，用無機(jī)鹽緩沖液(成分:KH2PO4IOmg ? I71，CaCl2 ? 2H207.4mg ? I71，MgSO4 ? 2H20300mg ? I71，KHC031250mg噸-1)清洗3次，以0.5L的清洗后的污泥為單位進(jìn)行保存。保存裝置選擇定制體積為1.5L小口的有機(jī)塑料瓶，并用蒸餾水清洗后浸泡3d。準(zhǔn)備工作完畢后，向保存容器中加入0.5L的蒸餾水和50mL 二甲基亞砜，將其放入4°C的冰箱，經(jīng)過4h確保密閉容器內(nèi)溶液溫度為4°C后取出，將0.5L待保存的顆粒污泥轉(zhuǎn)至密閉容器中，并經(jīng)氬氣曝氣30min，然后蓋緊蓋子形成密閉空間，最后將密閉容器放置4°C的冰箱內(nèi)保存。
[0016]保存兩個(gè)月后，密閉容器取出后先在6°C -14°C -20°C的水浴梯度溫度下進(jìn)行活性恢復(fù)前溫度適應(yīng)，每一溫度下分別適應(yīng)24h，經(jīng)過溫度適應(yīng)后，取出保存后的顆粒污泥用上述無機(jī)鹽緩沖液清洗7次，然后將清洗后的污泥轉(zhuǎn)入有效體積為0.5L的上流式厭氧污泥床反應(yīng)器進(jìn)行活性恢復(fù)。反應(yīng)器在常溫下運(yùn)行，HRT為3h，進(jìn)水氨氮和亞硝氮濃度各自從70mg ? L-1逐步增加，運(yùn)行至第10d，反應(yīng)器去除的氨氮與亞硝氮的比為1:1.32，產(chǎn)生的硝氮與去除的氨氮之比為0.21，非常接近厭氧氨氧化反應(yīng)的理論比值，此時(shí)表明厭氧氨氧化反應(yīng)器已啟動(dòng)成功。繼續(xù)運(yùn)行至32d，反應(yīng)器內(nèi)總氮去除負(fù)荷達(dá)到4.38kg ^nT3* Cf1 (顆粒污泥保存前在所承載的反應(yīng)器中可使反應(yīng)器總氮去除負(fù)荷最高為6.41kg ? m_3 ? Cf1)，運(yùn)行至47d，進(jìn)水總氮濃度已達(dá)至508mg ? L'同時(shí)在活性恢復(fù)期間，顆粒特性也得到較大改善。在第13d，顆粒污泥的活性達(dá)到保存前水平，為0.14g N ? ^1VSS ? cf1，總胞外多聚物含量由保存前的2.12g ? g^VSS增至2.41g ? g^SS，血紅素含量從0.02 u mo I ? g^VSS劇增至
0.42 u mo 1-^1VSS0由此可見，厭氧氨氧化顆粒污泥保存和重激活銜接得當(dāng)，顆粒污泥重激活后性狀優(yōu)良、性能良好。`
【權(quán)利要求】
1.一種厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法，其特征在于所述保存方法為: 將厭氧氨氧化反應(yīng)器生產(chǎn)過剩的顆粒污泥和/或出水污泥收集，為需要保存的污泥，以干凈且密閉性好的有機(jī)塑料瓶作為保存容器，需要保存的污泥體積與保存容器的容積比為1:2~4，先向保存容器中加入潔凈水和二甲基亞砜，潔凈水與污泥的體積比為1:0.8~1.2，二甲基亞砜的加入量是使最后加入污泥后的保存體系中二甲基亞砜的體積分?jǐn)?shù)為2%~10%，將加有潔凈水和二甲基亞砜的保存容器密閉后于0~4°C下保溫冷藏，使容器內(nèi)液體溫度為0~4°C，取出得到冷藏后的容器；將需要保存的污泥先用無機(jī)鹽緩沖液清洗3~5次，清洗后的污泥裝入冷藏后的容器，經(jīng)氬氣曝氣20~30min后，密閉容器，使密閉容器內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，最后將裝有上述污泥、水和二甲基亞砜的密閉容器放置在0~4°C的環(huán)境中保存。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述無機(jī)鹽緩沖液的組分組成如下:KH2P045 ~20mg ? L' CaCl2 ? 2H201 ~IOmg ? L-1，MgSO4 ? 2H20200 ~400mg ? I71，KHC03800 ~1500mg ? L 1O
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于無機(jī)鹽緩沖液的組分組成如下:KH2PO4IOmg ? L-1，CaCl2 ? 2H207.4mg ? L' MgSO4 ? 2H20300mg ? I71，KHC031250mg ? L'
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述需要保存的污泥體積與保存容器的容積比為1:3。
5.如權(quán)利要求1所 述的方法，其特征在于所述潔凈水與污泥的體積比為1:1。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述二甲基亞砜的加入量是使最后加入污泥后的保存體系中二甲基亞砜的體積分?jǐn)?shù)為4~5%。
7.一種保存后的厭氧氨氧化顆粒污泥的重激活方法，所述厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法為:將厭氧氨氧化反應(yīng)器生產(chǎn)過剩的顆粒污泥和/或出水污泥收集，為需要保存的污泥，以干凈且密閉性好的有機(jī)塑料瓶作為保存容器，需要保存的污泥體積與保存容器的容積比為1:2~4，先向保存容器中加入潔凈水和二甲基亞砜，潔凈水與污泥的體積比為1:0.8~1.2，二甲基亞砜的加入量是使最后加入污泥后的保存體系中二甲基亞砜的體積分?jǐn)?shù)為2%~10%，將加有潔凈水和二甲基亞砜的保存容器密閉后于0~4°C下保溫冷藏，使容器內(nèi)液體溫度為0~4°C，取出得到冷藏后的容器；將需要保存的污泥先用無機(jī)鹽緩沖液清洗3~5次，清洗后的污泥裝入冷藏后的容器，經(jīng)氬氣曝氣20~30min后，密閉容器，使密閉容器內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，最后將裝有上述污泥、水和二甲基亞砜的密閉容器放置在0~4°C的環(huán)境中保存； 所述無機(jī)鹽緩沖液的組分組成如下:KH2P045~20mg ? L_S CaCl2 ? 2H201~IOmg ? L—1，MgSO4 ? 2H20200 ~400mg ? I71，KHC03800 ~1500mg ? L-1 ； 其特征在于所述重激活方法為:將存放有厭氧氨氧化顆粒污泥的保存容器取出，進(jìn)行溫度適應(yīng)操作，在保存溫度與預(yù)設(shè)恢復(fù)溫度間平均選取2~4個(gè)溫度梯度，水浴加熱保溫，保存容器在每一溫度下保溫適應(yīng)12~36h，經(jīng)過溫度適應(yīng)后，取出保存后的厭氧氨氧化顆粒污泥，用與保存方法中相同成分的無機(jī)鹽緩沖液清洗6~10次，清洗后的污泥加入待啟動(dòng)的厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行活性恢復(fù):厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行條件為:在常溫或中溫30~38°C下運(yùn)行，水力停留時(shí)間為2~6h，起始進(jìn)水氨氮和亞硝氮濃度分別為42~98mg ? L—1，增加進(jìn)水基質(zhì)濃度和縮短HRT這兩種調(diào)整策略分別進(jìn)行或交叉進(jìn)行，直至反應(yīng)器總氮去除效率達(dá)85%以上，并能長期穩(wěn)定運(yùn)行。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述待啟動(dòng)的厭氧反應(yīng)器在常溫下運(yùn)行，所述溫度適應(yīng)的操作步驟為:保存容器先在6~8°C下適應(yīng)12~36h，再于12~14°C下適應(yīng)12~36h，最后于18~22°C下適 應(yīng)12~36h。
【文檔編號(hào)】C02F11/00GK103755109SQ201310743603
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月29日
【發(fā)明者】金仁村, 姬玉欣, 葉小青, 諸美紅, 彭亭瑜 申請(qǐng)人:杭州師范大學(xué)